Диссертация (786252), страница 8
Текст из файла (страница 8)
Примеры расчетовРезультатывычисленийдляматериаласфизическимихарактеристиками, указанными в п.2.6, по формулам (4.30), (4.31), (4.33)регулярных составляющих функций влияния ur (r , , z ) , U r (r , , z ) , wr (r , , z ) ,Wr (r , , z ) , rzr (r , , z ) и zzr (r , , z ) в зависимости от координаты z при r 0,387представлены на рис. 4.1 – 4.6. Сплошные кривые соответствуют моментувремени 0.7 , точечные - 0.8 , а пунктирные - 0.9 .Отметим, что разрывы награфиках имеют место в точках,r3 k (k 1, 2,3) , определяющих фронты волн в скелете и жидкости.Рис. 4.1.Рис.
4.2.88Рис. 4.3.Рис. 4.4.89Рис. 4.5.Рис. 4.6.90Глава 5Полупространство под действием смешанных возмущений(граничные условия четвертой группы)5.1. Изображения функций влияния первой подгруппыК граничным условиям (1.49) применяем использованные ранеепреобразования:u HLz 01, HLzz2z 0 0, HLz 00(5.1)Отсюда с учетом соотношений (2.5) и (2.6) получаем аналогичную(2.7) систему линейных алгебраических уравнений относительно постоянныхинтегрирования [25]:1b1 ,2(5.2)qq k3 ( q 2 , s 2 ) A 4 1 ( q 2 , s 2 ) 2 ( q 2 , s 2 ) 2qk3 ( q 2 , s 2 ) . s2 2s 2 232 220231 1(5.3)A 4C гдеЕе решение имеет вид:С1 qqС,,2222222( 2 1 ) s( 2 1 ) s 232 221 (q 2 , s 2 ) 2 (q 2 , s 2 )С3 ,,2222222( 2 1 ) s k3 (q , s ) 231 191(5.4)где величины l2 определяются равенствами (4.16).Используя его и формулы (2.5) и (2.6), находим изображениясоответствующих функций влияния:3Guu(4) HL u HL u HL(q, s ) E j ( q, z , s),jj 13( 4) HL wHL wHLGwu( q, s ) E j ( q, z, s ),jj 13GUu( 4) HL U HL U jHL ( q, s ) E j (q, z, s ),(5.5)j 13( 4) HLWuGWHL W jHL ( q, s ) E j (q, z, s );j 13(4) HLzzuGHLzzHL zzj(q, s) E j (q, z , s ),j 13(4) HLHLGrzu(q, s) E j (q, z , s ), rzHL rzjj 1(5.6)3(4) HLuGHLu HLuj (q, s) E j (q, z , s ).j 1ЗдесьHLluHLlw1 (q 2 , s 2 ) 2 (q 2 , s 2 )2 l q 2HL (1),u ,( 22 12 ) s 2 32( 22 12 ) s 2l2 l qkl (q 2 , s 2 ) HL1 (q 2 , s 2 ) 2 (q 2 , s 2 ), w3 q, ( 1)( 22 12 ) s 22( 22 12 ) s 2 k3 ( q 2 , s 2 )lU jHL j u HL, W jHL (q, z, s) j wHL;jj92(5.7)3 l2l22 l q 2 kl (q 2 , s 2 ) HLql (q 2 , s 2 )3 l , zzl (1),( 22 12 )s 2( 22 12 ) s 2HLrzl (1)HLrz 31 (q 2 , s 2 ) 2 (q 2 , s 2 ) 2 (q 2 , s 2 ),222222( 2 1 ) s k3 (q , s )HLzz 32 lq 23l l21 (q 2 , s 2 ) 2 (q 2 , s 2 ) HL3 l , l (1). 2 q( 22 12 )2( 22 12 ) s 2(5.8)5.2.
Изображения функций влияния второй подгруппыСоответствующиеизображенияграничныхусловий(1.51)записываются так:u HLz 0 0, zzHLz 01, HL2z 0 0.(5.9)Постановка сюда соотношений (2.5) и (2.6) приводит к аналогичной(2.17) системе линейных алгебраических уравнений [25]:A 4C 1b2 ,2(5.10)Подставляя её решениеС1 1, С2 ,2222( 1 ) s2( 2 12 ) s 2С3 q(1 )2( 12 ) s 2 k3 (q 2 , s 2 )2222(5.11)в (2.5) и (2.6) получаем изображения соответствующих функций влияния:933( 4) HLGuzz u HL u HL(q, s) E j ( q, z , s ),jj 13( 4) HLGwzz( q, s ) E j (q, z, s), w HL wHLjj 1(5.12)3( 4) HLUzzGUHLHLj U (q , s ) E j (q, z, s),j 13(4) HLGWzz W HL W jHL (q, s) E j (q, z, s);j 13(4) HLGzzzz HL HL(q, s ) E j (q, z , s ),zzzzjj 13(4) HLHL rzHL rzjGrzzz(q, s ) E j (q, z , s ),(5.13)j 13G( zz4) HL HL HL( q, s ) E j (q, z , s ).jj 1ЗдесьuHLlHLlw (1)3 l (1)3 lq 2 lq (1 ), u3HL ,2222( 2 1 ) s2( 22 12 ) s 2 2 l kl ( q 2 , s 2 )q 2 (1 )HL, w3 ,2( 22 12 ) s 22( 22 12 ) s 2 k3 (q 2 , s 2 ) j u HLU HL, W jHL j wHL;jjj(5.14)HLrzlq 2l kl (q 2 , s 2 ) HLq (1 ) 3 (q 2 , s 2 ) ( 1), rz 3 ,( 22 12 ) s 22( 22 12 ) s 2 k3 ( q 2 , s 2 )HLzzlq 2 (1 ) 2 l l ( q 2 , s 2 )HL, zz 3 , ( 1)2( 22 12 ) s 2( 22 12 ) s 2HLl 2 l ( 1) 23l 2( 22 12 )lll2l94(5.15)5.3.
Изображения функций влияния третьей подгруппыВ этой случае используем изображения граничных условий (1.53)записываются следующим образом:u HLz 0 0, HLzzz 0 0, HLz 01.2(5.16)Постановка соотношений (2.5) и (2.6) в (5.16) приводит к системелинейныхалгебраическихуравненийотносительнопостоянныхинтегрирования [25]:A 4C 1b3 ,2(5.17)Её решение имеет вид: 2212С1 , С2 ,2s 2 ( 232 22 12 231 12 22 )2s 2 ( 232 22 12 231 12 22 )q (12 22 )С3 .2s 2 ( 232 22 12 231 12 22 )k3 (q 2 , s 2 )(5.18)Учитывая эти равенства, из (2.5) и (2.6) находим изображениясоответствующих функций влияния:953Gu(4) HL u HL u HL(q, s ) E j (q, z , s ),jj 13Gw(4) HL wHL wHLj ( q , s ) E j ( q, z , s ),j 1(5.19)3(4) HLUGUHLHLj U (q, s ) E j (q, z , s ),j 1( 4) HLWGWHL3 W jHL ( q, s ) E j (q, z , s );j 13G( 4) HLzzHLzz HL(q, s ) E j ( q, z , s ),zzjj 13( 4) HLrz GHLrzHL rzj(q, s ) E j ( q, z , s ),(5.20)j 1(4) HLGHL3 HL( q, s ) E j (q, z , s ).jj 1ЗдесьuHLl( 1)3l q 32lq(12 22 )HL, u3 ,2s 2 ( 232 22 12 231 12 22 )2s 2 ( 232 22 12 231 12 22 )HLl(1)3 l 32l kl (q 2 , s 2 ),2s 2 ( 232 22 12 231 12 22 )HL3q 2 (12 22 ),2s 2 ( 232 22 12 231 12 22 )k3 (q 2 , s 2 )wwU jHL (q, s) j u HL( q, s), W jHL (q, s) j wHL( q, s );jj96(5.21)HLrzl( 1)l q 32 l kl ( q 2 , s 2 )q (12 22 ) 3 ( q 2 , s 2 )HL 2, rz 3 ,s ( 232 22 12 231 12 22 )2s 2 ( 232 22 12 231 12 22 ) k3 (q 2 , s 2 )HLzzlq 2 (12 22 ) 3 ( q 2 , s 2 )( 1)l 32l l ( q 2 , s 2 )HL, (5.22), zz 3 2s ( 232 22 12 231 12 22 ) k3 ( q 2 , s 2 )2s 2 ( 232 22 12 231 12 22 )HLl 32l 23l l2 (1).2s 2 ( 232 22 12 231 12 22 )l5.4.
Оригиналы функций влияния четвертой группыПоскольку оригиналы всех функций влияния находятся этой группыаналогично, то ограничимся только третьей подгруппой. Предварительнопреобразуем слагаемые в (5.19) и (5.20) с учетом (5.21) и (5.22) следующимобразом [25]:2HLHLu HL j u HL j wHLj q, s, z E j ( q, z , s ) A j qs E j ( q, z , s ), U jj , Wjj ,wlHL q , s, z El (q, z, s ) Al s 2 kl (q 2 , s 2 ) El (q, z , s), Al al l 1, 2 ,2m l2A3q 2a3w q , s, z E3 (q, z , s) 2E3 (q, z , s ), A3 ,s k3 ( q , s )2m12 22HL3(5.23)a1 0 2 122 1 0 232 , a2 1 0 231 0 2 121 ,a3 a1 22 a2 12 , m 2 122 231 2 121 232 ( j 1, 2,3);HLrzl q, s, z El (q, z, s ) 2 Al qs 2 kl (q 2 , s 2 ) El (q, z, s),lHL q, s, z El (q, z , s) Al 23l l2 El (q, z , s ),222 HLzzl q, s , z El ( q, z , s ) Al s l ( q , s ) El ( q, z , s ),HLrz 3(5.24)q 3 ( q 2 , s 2 ) q, s, z E3 (q, z , s ) A3 2 2 2 E3 (q, z, s),s k3 ( q , s ) HLzz 3 q, s , z E3 ( q, z , s ) 2 A3 q 2E3 (q, z , s ).s2Структура полученных изображений в (5.23) и (5.24) аналогично п.4.4позволяетвычислитьоригиналы97аналитическипоследовательнымобращением преобразований с применением их свойств и таблиц [12].
Приэтом используются следующие дополнения и уточнения к указаннымтаблицам для оригиналов преобразования Ханкеля z 0,Re a 0, r3 r 2 z 2[25]: q a e22 q 2e z qe zq 2 a 2q2 a2 q 3e z q 2 a 222 q a z q 2 a 2H 01rz 3 3a a 2 e ar3 ,3 2r3 r3r3H11q q 2 a 2 e z ar31 2z2 r 2 12 2 3aaze ,r3 r3r3 22 ar3z 3r 2 2 z 2 12 2r z3 2a2aar 4 3 e , (5.25)r3 r32rr3 3H11H 0122 ar3r 4z2 r 2 12 2z r3 2aaar2 4 3e ,r3 r32 r3 r3q2 a2H11r 4z2 r 2 1 2 5z 2 r 2 a3 z 2 e ar33aa4 2r3 r3r3 r3В результате приходим к следующим равенствам для оригиналовслагаемых в формулах (5.19) и (5.20) j 1,2,3 l 1,2u HLE j (q, z, s) jH11 L1 w HLE j (q, z , s) jH 01 L1U HLE j (q, z , s ) jHLrzj E j (q, z, s) w jr (r , , z ) w js (r , , z ),H11 L1W jHL E j (q , z, s) HLE j (q, z, s) zzj u jr (r , , z ) u js (r , , z ), U jr (r , , z ) U js (r , , z ),H 01 L1H 01 L1H11 L1 W jr (r , , z ) W js (r , , z ), zzjr (r , , z ) zzjs (r , , z ), rzjr (r , , z ) rzjs (r , , z ),98(5.26)l x, , z Al 23l l2 z l r3 l r3 l r3 .r33(5.27)Здесьrz2z2 r 2u jr x, , z 3 Aj 5 H j r3 , w jr x, , z Aj H j r3 ,r3r35(5.28)U jr x, , z ju jr x, , z , W jr x, , z j w jr x, , z ;3r 2 2 z 2 zzjr r , , z 6 A j zH j r3 ,r376rrzjr x, , z Aj 7 4 z 2 r 2 H j r3 ,r3u js x, , z Aj 2jrz j r3 , U js x, , z j u js x, , z ;r33(5.29)(5.30)2z22 zwls x, , z A 3 l r3 , w3 s x, , z A3 3 3 3 r3 ,r3r3(5.31)2l lW js x, , z j w js x, , z Al l2 z 1 z2 r2 zzls r , , z 2 12l 6 l r3 r3 r3 r32 2z2 l 12 l 2 l r3 ,r3 zz 3 s x, , z 2 A3 32 z 2r 2 z 2 3r3 2r34 r3 3r 2 3r3 ;99(5.32)rzls x, , z 2 Al l2r 5 z 2 r 2 l r3 l r33 z 2 l r3 ,5 r3rrz 3s x, , z A3 32 4r332222 3 z r 3 r3 3 z r 3 r3 . r3(5.33)Тогда в соответствии с (5.19), (5.19) и (5.26) получаем следующиеравенства для функций влияния [20]:Guw(4) (r , , z ) ur ( r , , z ) us (r , , z ),( 4)Gww( r , , z ) wr ( r , , z ) ws (r , , z ),(4)GUw( r , , z ) U r ( r , , z ) U s ( r , , z ),(4)GWw( r , , z ) Wr ( r , , z ) Ws ( r , , z ),33ur ( r , , z ) u jr (r , , z ), us (r , , z ) u js ( r , , z ),j 1j 133wr ( r , , z ) w jr (r , , z ), ws (r , , z ) w js (r , , z ),j 1j 133(5.34)U r (r , , z ) U jr (r , , z ), U s (r , , z ) U js (r , , z ),j 1j 133Wr (r , , z ) W jr (r , , z ), Ws (r , , z ) W js (r , , z );j 1j 1( 4)Gzzw(r , , z ) zzr (r , , z ) zzs (r , , z ),(4)Grzw(r , , z ) rzr (r , , z ) rzs (r , , z ),2G( w4) (r , , z ) l (r , , z );(5.35)l 133 zzr (r , , z ) zzjr (r , , z ), zzs (r , , z ) zzjs (r , , z ),j 1j 133rzr (r , , z ) rzjr (r , , z ), rzs (r , , z ) rzjs (r , , z ).j 1j 11005.5.